切削工具的制作方法
【专利说明】切削工具
[0001]本发明涉及一种包括支架和可更换地布置于支架中的切削嵌件的切削工具。本发明还涉及用于这种切削工具的切削嵌件和用于该切削工具的支架。
[0002]这种切削工具一般用在金属加工应用中，特别用在铣削或车削应用中。特别地，根据本发明的切削工具用于切入式车削或纵向车削。为了确保最佳的加工性能，从机械方面来看稳固的嵌件支座，即在工具支架内机械上稳固接收切削嵌件，是极为重要的。为此，所用的切削嵌件适当地夹紧或夹持在工具支架中两个夹爪之间具有的接纳部中。还有一个要重点确保的重要方面是切削嵌件的简单且快速的可更换性，因为切削嵌件由于磨损而须定期更换。
[0003]EP O 312 223 Al示出了包括大体上为棱柱形的切削嵌件的工具，该切削嵌件具有凹状顶面和凸状底面。该切削嵌件布置于支架中的刚性下夹爪与可弹性扩展的上夹爪之间。通过夹紧螺丝产生用于将切削嵌件夹紧在这两个夹爪之间的夹紧力。为了在更换时能够从支架中释放切削嵌件，因此必须手动松开夹爪，然后一将新切削嵌件插入支架中就重新手动上紧夹爪。这不仅费力，而且费时。特别是在加工工具中时常出现的安装空间狭小的情况下，若不将支架本身从其夹持中移除，上述手动安装和拆卸通常可能非常困难，有时甚至是完全不可能的。
[0004]EP I 205 273 Al示出了另一切削工具，其包括具有用于接收切削嵌件的至少一个凹陷的盘形或片形基本元件。通过形成凹陷的上定位面的可弹性扩展的夹紧臂适当地可更换地夹紧切削嵌件。切削嵌件和凹陷设计为在其彼此的定位面上形状相合。借此实现了所谓的“自夹紧原理”。由此能够省去如根据EP O 312 223 Al必要的夹紧螺丝。为了能够更换切削嵌件，上夹紧臂在此必须手动扩展。已有显示，在此情况下不能一直保证持久稳定的嵌件支座。上夹紧臂的频繁扩展有时能够导致材料疲劳，从而无法持久保证支座与切削嵌件之间的夹紧力。
[0005]由于上夹爪必需的弹性特点，通向切削嵌件接纳部的支架侧端的可扩展槽在由EPO 312 223 Al和EP I 205 273 Al已知的工具中都是必要的。没有这些可扩展槽，上夹爪会相应地刚性配置，使得其不能再扩展，或只能费很大的力来扩展。虽然这种扩展槽不应从原则上认为是缺点，然而由此增加了在支架上必须提供的安装空间，结果只能是在这样的实施方式中很难保证紧凑的工具或紧凑的支架。此外，提供这样的扩展槽需要在这样的支架制造中的进一步的加工步骤。这种扩展槽的制作有时会比较复杂。而且，不管是否有扩展槽，这里必须注意确保夹头的整体稳定性。
[0006]还应指出的是，在上述由现有技术所知的两种工具中，切削嵌件相应地借助其支架侧面支承工具支架。为此，在两种工具中都在切削嵌件接纳部底面中提供了定位面。在由EP O 312 223 Al所知的工具中，为此还在切削嵌件接纳部的底面中布置了额外的限位止动元件。在两种情况中，由于这种限位止动或由于这种接触，只凭借非常小的制作公差就能够实现足够精确的尖端高度。
[0007]本发明的目的是提供一种上述所述类型的切削工具，相对于现有技术，其特征在于紧凑的设计并且在其中仍能够易于更换切削嵌件。特别地，这里旨在实现紧凑且在机械上还非常稳固的嵌件支座。
[0008]该目的通过包括具有用于接收切削嵌件的槽形、弧形接纳部的支架来实现，该接纳部具有下支承面和上支承面，下支承面和上支承面中的每一个都布置在支架的相应的刚性夹爪处，切削嵌件具有带有下定位面和上定位面的弧形柄部，并具有带有切削刃的切削头，该切削头设置在柄部的工件侧端上，其中切削嵌件可更换地布置在接纳部中，其中分别在接纳部的下支承面和切削嵌件的下定位面上测量，弧形接纳部和弧形柄部分别延伸超过至少90°，其中接纳部延伸跨越的角度范围大于切削嵌件的柄部，其中柄部保持在接纳部中以使柄部的支架侧端与接纳部的支架侧端分离开。
[0009]根据本发明的另一方面，该目的通过用于切削工具的切削嵌件来实现，该切削工具包括支架和切削嵌件，其中支架具有用于接收切削嵌件的槽形、弧形接纳部，接纳部具有下支承面和上支承面，下支承面和上支承面中的每一个都布置在支架的相应的刚性夹爪处，其中切削嵌件具有带有下定位面和上定位面的弧形柄部，并具有带有切削刃的切削头，该切削头设置在柄部的工件侧端上，其中切削嵌件配置为可更换地布置在接纳部中，其中在切削嵌件的下定位面上测量，弧形柄部延伸超过至少90°，其中切削嵌件的柄部延伸跨越的角度范围小于支架的接纳部，其中柄部配置为通过使柄部的支架侧端与接纳部的支架侧端分离开的方式保持在接纳部中。
[0010]另外，上述目的根据另一方面通过用于切削工具的支架来实现，其中支架具有用于接收切削嵌件的槽形、弧形接纳部，该切削嵌件具有带有下定位面和上定位面的弧形柄部并配备带有切削刃的切削头，该切削头设置在柄部的工件侧端上，所述支架接纳部具有下支承面和上支承面，下支承面和上支承面中的每一个都配置在支架的相应的刚性夹爪处，其中在接纳部的下支承面上测量，弧形接纳部延伸超过至少90°，其中接纳部延伸跨越的角度范围大于切削嵌件的柄部，其中支架配置为通过使柄部的支架侧端与接纳部的支架侧端分离开的方式使柄部保持在接纳部中。
[0011]由此完全实现了上述目的。
[0012]根据本发明，切削嵌件的柄部和工具支架上的接纳部因而都为弧形结构。此处工具支架上设置的夹爪为刚性配置，相对于现有技术，使得夹爪不必为插入或更换切削嵌件而扩张。在插入过程中，切削嵌件只要推入这些刚性夹爪之间，或者由于弧形形状，可以说是转入或旋入支架的接纳部。随即形成切削嵌件在刚性夹爪之间的自夹持。之后切削嵌件借助其下、上定位面支承抵靠对应的支架接纳部的下、上支承面。
[0013]因为接纳部延伸跨越的角度范围大于切削嵌件的柄部，在安装状态中，柄部的支架侧端与接纳部的支架侧端分离开。在位于切削嵌件的或与柄部的工件侧端相对的支架侧面上，切削嵌件因而与支架无接触。在根据本发明的工具中的该位置不提供限位止动件。
[0014]相对于来自现有技术的上述工具，根据本发明的工具因而获得了下列差异和下列由此产生的优势:根据本发明的支架的夹爪大体上为刚性配置。特别地，上夹爪在此情况下也为刚性配置。这导致的不只是机械上更为稳固的嵌件支座。由此能够省去额外的夹紧手段，例如夹紧螺丝。而且也不必再为插入切削嵌件而扩张上夹爪。只要将切削嵌件推入工具支架的接纳部直至夹紧点。由此大大简化了切削嵌件的插入和更换。
[0015]夹爪大体上的刚性结构导致了在此情况下不必在支架中额外提供上述扩展槽。这简化了支架的生产。然而，主要优势在于由此能够大幅减小夹头尺寸。这最终实现了夹头或支架以及工具整体上非常紧凑的结构。由此也减少了材料消耗。很明显这也节约了生产成本。
[0016]由于在切削嵌件的下、上定位面及切削嵌件接纳部的下、上支承面之间的形状相合的接触，即使没有顶侧止动件(在切削嵌件柄部的支架侧面上)也实现了精确限定的嵌件支座。
[0017]可以理解，上述“刚性夹爪”理解为大体上刚性的夹爪。当然，由于支架材料自然存在的弹性(例如钢)，两个夹爪彼此之间仍然会有微小的弹性。这里“刚性夹爪”应理解为并非设计为借助消耗很小或适当的力而扩张的夹爪，因为如上已述，这对于插入或更换切削嵌件并不是必要的。
[0018]根据本发明优选的实施方式，下支承面和下定位面具有等尺寸的第一曲率半径。同样地，优选地，上支承面和上定位面具有等尺寸的第二曲率半径。
[0019]切削嵌件和支架分别对应的接触及支承面因此至少在有些地方具有相等的曲率。术语“第一曲率半径”和“第二曲率半径”与其数字无关，而仅是在不同曲率半径间用作区分。可以理解地，下定位面或下支承面的第一曲率半径大于上定位面或上支承面的第二曲率半径。
[0020]特别地，在支架和切削嵌件柄部上设计等尺寸曲率半径的目的在于在切削嵌件柄部的定位面与支架的支承面之间至少有些地方形成形式封闭。如上已述，该形状相合的接触实现了固定且机械上稳固的嵌件支座。切削嵌件在加工期间几乎是不可能无意释放的。由于切削嵌件提供的弧形配置并且由于在支架内有意夹紧的类型，有效避免了切削嵌件在工具从工件重置运动期间的无意释放。还应提到的是，构造切削嵌件的弧形配置的方式为切削嵌件柄部的上定位面形成凸状而切削嵌件柄部的下定位面形成凹状。
[0021]根据本发明另一实施方式，接纳部至少有一个支承面在接纳部的支架侧端的区域中成直线形配置。根据该实施方式，柄部至少有一个定位面在柄部的支架侧端的区域中也成直线形配置。根据该变化，这些直线形配置的支承和定位面彼此对应。接纳部的直支承面和切削嵌件柄部的直定位面因而都设置在支架侧端的区域中，即接纳部或柄部的后端区域。
[0022]优选地，支架的上支承面的一部分和切削嵌件的上定位面的一部分分别配置为直线形。在该情况下，“直线形”理解为与弧形形式不同的接触或支承面的非弯曲部分。优选地，支架的上支承面的第一部分为弧形(弯曲)配置，该第一部分位于工件侧端的区域中，支架上设置的上支承面的第二部分为直线形，即非弯曲配置，该第二部分位于接纳部的支架侧端的区域中。对此相应地，切削嵌件在上定位面的第一部分中(在工件侧端的区域中)成弯曲或弧形配置，而在上定位面的第二部分中(在支架侧端的区域中)成直线或非弯曲配置。
[0023]在将切削嵌件插入支架的过程中，切削嵌件推入或旋入为此在支架上设置的接纳部中直至上定位面和上支承面的直线或非弯曲配置的部分彼此支承抵靠的位置。由此实现了大体上的平面接触。这产生了精确限定的嵌件支座，以及与此相关地精确限定的切削刃的尖